KR100330267B1 - 패킷 프로그램 성분 검출기 - Google Patents

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크리트먼 어윈 엠
톰슨 콘슈머 일렉트로닉스, 인코포레이티드
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Abstract

패킷의 신호 스트림(12)으로부터 신호 성분 중 소정의 한 패킷을 선택하기 위한 장치는 사용자 선택(20) 및 전송 프로그램 가이드에 응답하는 제어 장치(19)를 구비하여 각 프로그램 신호 성분에 대한 패킷 식별자 코드 SCID를 판별한다. 각각의 성분 SCID는 프로그래밍가능 레지스터(13)에 포함된다. 신호 스트림의 각 패킷으로부터의 SCID는 추가 레지스터(14)에 연속적으로 로딩된다. 프로그래밍가능 레지스터와 관련된 비교기(15)는 기억된 SCID를 신호 스트림의 패킷으로부터의 SCID와 비교한다. 각 비교기로부터의 출력 신호는 신호 스트림의 각 신호 성분에 대한 사용(21~24)을 제어한다. 각 프로그래밍가능 레지스터의 SCID에 대한 프로그래밍(19)은 스트림에 의해 우연히 수용되는 요구되지 않은 데이타를 제거하기 위한 스케줄에 따라 실행된다.

Description

패킷 프로그램 성분 검출기{PACKET PROGRAM COMPONENT DETECTOR}
본 발명은 패킷 형태로 발생하는 복수의 프로그램 성분을 각각 갖는 복수의 시분할 다중 프로그램을 포함한 신호 스트림으로부터 오디오/비디오 프로그램 성분을 선택하기 위한 장치에 관한 것이다.
종래의 아날로그 텔레비젼 프로그램은 상대적으로 협소한 연속 스펙트럼 대역으로 주파수 다중화된 신호 성분을 갖는다. 프로그램 성분은 필수 대역을 대역 통과 필터링함으로써 검출되며, 그리고나서 기술을 변화시켜 각 성분을 분리한다. 최근에 대부분의 개발 작업이 디지탈 신호 처리 분야에서 이루어져 텔레비젼 프로그램을 디지탈 방식으로 전송하는 것이 가능하며 실용화되었다. 디지탈 처리는 개개의 프로그램 성분을 압축하고, 변형 처리하며, 노이즈 이뮤니티(immunity)의 레벨을 제공하기 위해 이러한 성분을 전송 패킷으로 패키징하고, 압축된 성분을 QPSK 또는 QAM 신호와 같은 펄스 진폭 변조(PAM) 신호로써 전송하는 처리를 포함한다.
압축 처리는 상당히 효율적이어서, 여러 프로그램이 하나의 아날로그 텔레비젼 신호 주파수 대역으로 전송될 수 있으며 케이블 텔레비젼 및 직접 방송위성(DBS : Direct Broadcast Satellite)의 제한된 자원을 확장시킬 수 있는 장점을 갖는다. 톰슨사(Thomson Consumer Electronics)에 의해 개발되어 1994년에 소개된 직접 방송 위성은 복수의 텔레비젼 프로그램을 위성 시스템의 각 송수신기상으로 시분할 다중화한다. 각 프로그램은 비디오 성분, 1 또는 2 의 오디오 성분, 프로그램이나 프로그램 제공 장치와의 사용자 대화(user interaction)를 위한 데이타 성분 및 가능한 기타 보조 성분과 같은 복수의 신호 성분을 포함할 것이다. 각 성분은 패킷 형태로 제공되며, 각 패킷은 성분 페이로드(payload) 및 성분 페이로드 식별자 SCID를 포함한다. SCID는 단순한 2 진수이다. 최대 시스템 유연성을 제공하기 위해 동일 프로그램에 대한 SCID의 할당 성분은 상이하다.
따라서, 각 수신 장치는 전송된 프로그램을 합성하기 위해서 수신된 신호 스트림으로부터 적절한 성분 패킷을 선택하기 위한 장치를 필요로 한다.
본 발명의 장치는 복수의 시분할 다중 프로그램의 패킷의 신호 스트림으로부터 전송 프로그램을 포함한 신호 성분의 패킷 중 소정의 한 패킷을 선택한다. 사용자 선택 및 전송 프로그램 가이드에 응답하는 제어 장치는 프로그램 가이드로부터 각 프로그램 신호 성분에 대한 패킷 식별자 코드 SCID를 판별한다. 각 성분 SCID는 프로그래밍가능 레지스터에 저장된다. 신호 스트림의 각 패킷으로부터의 SICD는 추가 레지스터내로 연속적으로 로딩된다. 비교기는 상기 프로그래밍가능 레지스터와 접속되어, 기억된 SICD를 신호 스트림의 패킷으로부터의 SCID와 비교한다. 각 비교기로부터의 출력 신호는 신호 스트림의 각 신호 성분 패킷의 사용을제어한다.
도 1은 시분할 다중 패킷 텔레비젼 신호를 나타내는 도면.
도 2는 각 신호 패킷을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명을 구현한 다중 성분 신호를 선택하여 처리하는 수상기의 블록도.
도 4는 SCID 검출기의 뱅크에 대한 논리도.
도 5는 도 3의 해독기(16)용의 해독(decryption) 장치에 대한 블록도.
도 6은 도 3의 메모리 콘트롤러(17)용으로 실행될 수 있는 메모리 관리 회로에 대한 블록도.
도 7은 우선 순위 매김 회로의 계통도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : FEC 디코더
13 : SCID 검출기
14 : SCID 레지스터
15 : 비교 회로
16 : 해독기
17 : 메모리 콘트롤러
19 : 마이크로 프로세서
21 : 보조 신호 프로세서
22 : 비디오 신호 프로세서
23 : 오디오 신호 프로세서
본 발명은 도면을 참고로 설명될 것이다.
도 1은 복수의 상이한 텔레비젼 또는 대화식 텔레비젼 프로그램의 구성 요소인 신호 패킷을 나타내는 문자열(string) 박스로 구성된 신호 스트림을 도시한다. 이러한 프로그램 성분은 압축 데이타의 형태가 될 것이며 각 이미지에 대한 비디오 데이타의 양은 가변적이다. 패킷은 고정 길이를 갖는다. 첨자를 포함한 문자로 지정된 패킷은 신호 프로그램의 성분을 나타낸다. 예를 들어, Vi, Ai, Di는 비디오, 오디오, 및 데이타 패킷을 나타내고, V1, A1, D1으로 지정된 패킷은 프로그램 1 에 대한 비디오, 오디오 및 데이타를 나타내며, V3, A31, A32, D3는 프로그램 3 에 대한 비디오, 오디오 1, 오디오 2 및 데이타 성분을 나타낸다. 패킷 문자열의 상위 라인에서, 특정 프로그램의 각 성분은 서로 그룹화된다. 그러나 패킷에 있어서 패킷 문자열의 중앙부에 도시된 패킷 시퀀스에 의해 표시된 바와 같이 동일 프로그램에서 패킷이 그룹화될 필요는 없다. 또한, 각 성분의 발생 시퀀스에 대한 임의의 특정 순서 또한 필수적인 것은 아니다.
도 1에 도시된 패킷의 문자열은 프로그램 가이드를 나타내는 패킷(패킷 D4)이 부가된 3 개의 시분할 다중 프로그램 즉 프로그램 1(PR1), 프로그램 2 및 프로그램 3을 나타낸다. 프로그램 가이드는 프로그램 성분과 상호 관련되는 데이타를 포함한다. 각 프로그램 성분은 프로그램에 대한 독립적인 식별자가 지정되며 각 성분은 상이한 식별자 SCID를 갖는다. 예를 들어, 프로그램 2의 비디오, 오디오및 데이타 패킷에 지정된 SCID는 각기 101111000110, 001101000111, 101010101010 가 될 것이다.
각 패킷은 도 2에 도시된 바와 같이 접두부(prefix) 및 페이로드를 포함하도록 배열된다. 본 예의 접두부는 4 개의 필드(P, BB, CF, CS)가 1 비트 필드이고 1 개의 필드(SCID)가 12 비트 필드인 5 개의 필드로 구성된 2 개의 8 비트 바이트를 포함한다. 설명의 편의상 CF, CS 및 SCID 필드만이 언급된다. 물론 SCID 필드는 신호 성분 식별자이다. CF 필드는 패킷의 페이로드가 스크램블되었는지의 여부를 나타내기 위한 플래그를 포함하며, CS 필드는 두개의 언스크램블링 키(unscrambling key) 중 어느 것이 스크램블링된 패킷을 언스크램블링하기 위해 사용되는 지를 나타내는 플래그를 포함한다. 모든 패킷의 접두부는 패킷을 정렬시키므로 각 필드의 위치가 용이하게 식별될 수 있다.
도 3은 디지탈 텔레비젼 수신 장치의 각종 구성 요소에 관련된 패킷 검출기를 도시한다. 신호는 안테나(10)에 의해 검출되며, 수신될 신호의 특정 주파수 대역을 추출하여 기저대역 신호를 이진 포맷으로 제공하는 튜너 검출기(11)에 제공된다. 주파수 대역은 종래 방법에 의한 마이크로 프로세서(19)를 통해 사용자에 의해 선택된다. 통상적으로 방송 디지탈 신호는 예를 들어, Reed-Solomon 전방 오류 보정(FEC) 코딩을 이용하여 암호화된 오류를 가질 것이다. 따라서, 기저대역 신호는 FEC 디코더(12)에 인가될 것이다. FEC 디코더(12)는 수신된 비디오 신호를 동기화하고 도 1에 도시된 유형의 신호 패킷의 스트림을 제공한다. FEC 디코더(12)는 예를 들어 메모리 콘트롤러(17)에 의해 규칙적인 간격 또는 소망 간격의 패킷을 제공할 것이다. 두 경우 모두에 있어서 패킷 프레이밍 신호 또는 패킷 동기 신호는 FEC 회로에 의해 제공되며, 이 신호는 각각의 패킷 정보가 FEC(12)로부터 전송되는 횟수를 나타낸다.
검출된 주파수 대역은 복수의 시분할 다중 프로그램을 패킷 형태로 포함할 수 있다. 유용한 사용을 위해서, 단일 프로그램으로부터의 패킷만이 추가 회로 소자에 통과되어야 한다. 그러나 사용자는 어느 패킷을 선택해야 할 것인가에 대해서는 알지 못한다. 그러한 정보는 SCID를 통하여 프로그램 신호 성분에 관련된 데이타로만 구성된 프로그램인 프로그램 가이드에 포함된다. 프로그램 가이드는 각 프로그램의 오디오, 비디오 및 데이타 성분에 대한 SCID의 각 프로그램용 목록이다. 프로그램 가이드(도 1의 패킷 D4)는 고정된 SCID에 지정된다. 수신 장치에 전원이 인가된 경우, 마이크로 프로세서(19)는 유사한 프로그래밍가능 SCID 레지스터(13)의 뱅크중 한 뱅크내에 프로그램 가이드와 관련된 SCID를 로딩한다. FEC(12)로부터의 신호의 각 검출 패킷의 접두부의 SICD 필드는 추가 SCID 레지스터(14)에 연속적으로 로딩된다. 프로그래밍가능 레지스터 및 수신된 SCID 레지스터는 비교기 회로(15)의 각 입력 포트에 접속되고, 수신된 SCID는 프로그램 가이드 SCID와 비교된다. 패킷에 대한 SCID가 프로그램 가이드 SCID와 비교되는 경우, 비교기(15)는 메모리 콘트롤러(17)로 하여금 마이크로 프로세서에 의한 사용을 위해 메모리(18)의 소정 위치에 이 패킷을 전송하게 한다. 수신된 SCID가 프로그램 가이드 SCID와 부합하지 않는 경우, 해당 패킷이 단순히 덤프(dump)된다. 구성 요소(13~15)는 복수의 정합 필터를 포함한다.
마이크로 프로세서는 컴퓨터 키보드 또는 수상기 전면 패널 스위치로 도시된 인터페이스(20)를 통한 사용자로부터의 프로그래밍 명령을 대기한다. 사용자는 채널 4(자국 언어의 아날로그 TV 시스템)에 제공된 프로그램을 시청하기를 원할 수도 있다. 마이크로 프로세서(19)는 채널 4 프로그램 성분의 각 SCID에 대해 메모리(18)에 로딩된 프로그램 가이드를 검색하여 이러한 SCID를 해당 성분 신호 처리 경로와 관련된 레지스터(13) 뱅크의 프로그래밍가능 레지스터의 각각에 로딩하도록 프로그래밍된다.
요구된 프로그램에 대한 오디오, 비디오 또는 데이타 프로그램 성분의 수신 패킷은 오디오(23), 비디오(22) 또는 보조 데이타 신호 프로세서(21~24)로 각각 전송되어야만 한다. 도 3 시스템은 먼저 각 패킷을 메모리(18)의 소정 메모리 위치로 전송한다. 그리고나서, 각 프로세서(21~24)는 메모리(18)로부터 성분 패킷을 요청한다. 신호 성분은 압축되고 압축 해제 장치는 연속성에 의해 입력 데이타를 필요로 하지 않다는 것은 알려져 있다. 메모리를 통하여 성분을 제공하는 것은 소망 신호 유입 제어(throttling)에 대한 측정을 제공한다.
오디오, 비디오 및 데이타 패킷이 소정 메모리 위치에 로딩되어 신호 프로세서는 성분 데이타에 대한 용이한 액세스가 가능하다. 적합한 패킷이 적합한 메모리 영역에 로딩되게 하기 위해 각 SCID 비교기는 이러한 메모리 영역과 관련되어야만 한다. 이러한 관련은 메모리 콘트롤러(17)로 배선될 수 있지만 간혹 프로그램적으로 이루어지기도 한다. 전자의 경우, 특정의 한 프로그래밍가능 레지스터는 오디오, 비디오 및 데이타 SCID가 항상 개별적으로 할당될 것이다. 후자의 경우,오디오, 비디오 및 데이타 SCID는 어떠한 프로그래밍가능 레지스터에도 로딩될 수 있으며, 각각의 SCID가 프로그래밍가능 레지스터에 로딩되는 때에 적절한 연계가 메모리 콘트롤러(17)에 프로그래밍될 것이다.
정상 상태에서, 프로그램 SCID가 프로그래밍가능 레지스터(13)에 기억된 후, 수신된 신호 패킷의 SCID는 프로그래밍가능 SCID 레지스터의 모든 SCID와 비교된다. 기억된 오디오, 비디오 및 데이타 SCID 중 어느 하나와 정합이 이루어진다면, 해당 패킷 페이로드가 오디오, 비디오 또는 데이타 메모리에 기억될 것이다.
각 신호 패킷은 신호 해독기(16)를 통해 FEC(12)에서 메모리 콘트롤러(17)로 접속된다. 신호 페이로드만이 스크램블된다. 패킷이 디스크램블되어야 하는 지의 여부는 패킷 접두부의 CF 플래그에 의해 판별되며, 어떻게 디스크램블될 것인 지의 여부는 CS 플래그에 의해 결정된다. 각 패킷에 대해 SCID 정합이 없다면 해독기는 데이타를 통과시키지 못할 것이다. 이와는 달리 SCID 정합이 없는 경우 해독기는 최종 세팅에 따라 해독하게 될 수도 있으며, 메모리 기입 제어는 각 패킷을 덤프하기 위해 디스에이블될 것이다.
도 4는 도 3의 구성 요소(13~15)용으로 사용될 수 있는 레지스터-비교기 회로를 도시한다. 도 4는 복수의 유사 레지스터 비교기 회로(36A~36E)를 포함한다. 이 회로의 각각은 마이크로 프로세서(19)로부터 구성 SCID 중 하나가 로딩되는 13 비트 병렬 출력 레지스터(37)를 포함한다. 병렬 출력단은 2 개의 입력단을 갖는 13 개의 배타적인 NOR 회로 XNOR(38~41)의 제1 입력단에 각기 접속된다. 본 예에서 12 비트 직렬-입력 병렬-출력 레지스터(35)인 추가 레지스터(35)는 현재 신호 구성패킷의 12 비트 SCID를 포함하여 연속적으로 로딩된다. 이 레지스터의 출력단은 회로(36A~36E) 모두의 비트 대응 12개의 XNOR 게이트의 제2 입력단에 각각 접속된다. 13개의 XNOR 게이트의 제2 입력단은 접지 전위에 접속되며 그 용도는 다음에 설명될 것이다. 회로(36A~36E)의 각각은 13개의 XNOR 게이트의 출력단이 접속되는 13 입력 AND 회로를 포함한다. 레지스터(35)에 로딩된 SCID가 회로(36A~36E)의 레지스터중 하나에 프로그래밍된 SCID와 부합할 때마다, 해당 회로의 AND 게이트는 정합을 나타내는 저레벨에서 고레벨로의 전이를 나타낼 것이다.
각 AND 게이트의 출력단은 에지 트리거링되는 세트-리세트 플립플롭(44)의 세트 입력단에 접속된다. 플립플롭(44)의 리세트 입력단은 패킷 프레이밍 펄스가 인가된다. 본 예에서 패킷 프레이밍 펄스는 패킷의 시작점에서 저논리(logic low)에서 고논리(logic high)로 변화하여 패킷의 지속 기간 동안 고논리를 유지하는 펄스로 간주된다. 각 플립플롭은 각 패킷의 시작점에서 저논리로 리세트되고, 이 후에 정합이 검출될 때 저논리에서 고논리로 변화하는 관련 AND 게이트의 전이에 의해 고논리로 세팅될 것이다. 패킷은 본 예에서 비트-직렬 포맷이 될 것이며, 패킷의 각 비트는 비트 클럭에 의해 FEC 디코더(12)에 대해 클럭 아웃(clock out)된다. 정합은 SCID가 레지스터(35)에 로딩된 후에만 발생될 수 있으며, 레지스터(35)는 패킷 프레이밍 펄스의 상승 전이후에 16 비트-클럭 주기를 발생한다.
패킷 SCID는 AND 게이트(47)를 통하여 레지스터(35)에 인가되는 비트-클럭에 의해 레지스터(35) 내에서 클럭 조정된다. AND 게이트(47)는 SCID가 패킷 비트 스트림을 발생시키는 주기 동안에만 비트-클럭을 통과시키도록 인에이블된다. 에지 트리거링된 세트-리세트 플립플롭(48)은 4 비트-클럭 주기 정도 지연된 패킷 프레이밍 신호의 복사에 의해 세트되고 16 비트-클럭 주기정도로 지연된 패킷 프레이밍 신호의 추가 복사에 의해 리세트되며, 인에이블 펄스는 이 플립플롭(48)에 의해 발생된다. 플립플롭(48)은 지속 기간 동안에는 12 비트 클럭 주기이고 각 패킷의 시작후에 4 비트-클럭 주기를 발생하는 인에이블 신호를 출력한다.
FEC(다른 시스템용)에 의해 제공된 데이타가 바이트 직렬이면 유사 회로는 바이트 직렬 신호를 현재 SCID 레지스터로 로딩하도록 배치될 수 있다. 디지탈 회로 기술 분야의 당업자들은 비교기 회로를 입력 신호 포맷에 용이하게 적용할 수 있을 것이다.
도 5는 도 3의 해독기(16)용으로 사용될 수 있는 해독 장치를 도시한다. 신호 패킷은 디스크램블 워드 입력단 DWI에 인가된 디스크램블링 워드에 따라 디스램블링을 실행하도록 조절된 종래의 해독기(79)에 의해 해독된다. 패킷은 패킷 프레이밍 펄스의 상승 전이후에 16 비트-클럭 주기로 인에이블되는 AND 게이트(73)를 통해 해독기(79)에 인가된다. 이러한 방법으로 AND 게이트를 인에이블시킴으로써 더이상 사용되지 않는 패킷 접두부가 제거된다.
AND 게이트(73)는 SCID 검출기(15)에 응답하는 OR 회로(72)에 의해서도 인에이블된다. 프로그래밍된 SCID 중 하나가 정합된다면 OR 회로(72)는 패킷 페이로드를 해독기에 진입시키는 인에이블링 신호를 제공한다. SCID 정합이 없다면, AND 게이트(73)는 데이타의 현재 패킷을 효과적으로 덤프한다.
스크램블 플래그 CF 및 CS는 클럭 조정되어 레지스터(75)에 기억된다. CF 플래그는 해독기의 인에이블 입력단 EN에 접속된다. 논리 1 레벨을 나타내는 플래그에 응답하여, 해독기는 불변하는 FEC로부터의 신호를 통과시키도록 조정된다. 즉, 디스크램블링이 실행되지 않는다. 이와는 달리 CF 플래그가 저논리 레벨을 나타낸다면, 해독기에 의해 디스크램블링이 실행된다.
각 프로그램 성분은 두개의 고유한 디스크램블링 코드를 가질 수도 있다. 이러한 디스크램블링 코드는 두 세트의 해독 레지스터(76A, 76B)에 기억된다. 레지스터(76B)는 멀티플렉서(77A)에 접속된 개개의 출력단을 가지며, 레지스터(76B)는 멀티플렉서(77B)에 접속된 개개의 출력단을 갖는다. 멀티플렉서(77A, 77B)는 2 입력 1 출력 멀티플렉서(78)에 접속된 출력단을 갖는다. 멀티플렉서(78)는 레지스터(75)의 제어 플래그 CS에 응답하도록 접속된 제어 전극을 갖는다. 플래그 CS가 고논리 또는 저논리인 경우 해독키는 뱅크의 레지스터(76A 또는 76B)로부터 각각 선택된다. 멀티플렉서(77A, 77B)는 SCID 검출기 출력 신호에 의해 제어되어 FEC(12)에 의해 출력된 현재 패킷과 관련된 뱅크의 해독키 레지스터(76A, 76B)를 선택한다.
레지스터(76A, 76B)는 고정 해독키 값을 포함하여 로딩될 수 있다. 그러나 스크램블링 유연성을 제공하기 위해, 바람직한 실시예는 마이크로 프로세서(190) 또는 스마트 카드 인터페이스(도시되지 않음)에서 선택된 해독키를 가지고 프로그래밍될 수 있는 레지스터(76A, 76B)를 제공한다.
도 6은 도 3에 도시된 메모리 콘트롤러(17)용 장치를 도시한다. 본 도면은 도 3의 레지스터(13)를 프로그래밍하는 것과 관련된 구성 요소를 예시하기 위해 포함되었다. 각 프로그램 성분은 메모리(18)의 상이한 연속 블록에 기억된다. 또한, 마이크로 프로세서(19)나 스마트 카드(도시되지 않음)에 의해 발생된 데이타와 같은 다른 데이타가 메모리(18)에 기억될 수도 있다.
메모리 어드레스는 멀티플렉서(105)에 의해 제공되며, 메모리 입력 데이타는 멀티플렉서(99)에 의해 제공된다. 출력 데이타는 추가 멀티플렉서(104)에 의해 제공된다. 멀티플렉서(104)에 의해 제공된 출력 데이타는 마이크로 프로세서(19) 또는 메모리(18)로부터 유도되거나 멀티플렉서(99)로부터 직접 유도된다. 프로그램 데이타는 표준 화상 해상도 및 화질이 될 것이며 특정 데이타율로 발생할 것이다. 한편 고선명 텔레비젼 HDTV 신호는 현저하게 더 높은 데이타율로 발생한다. 실제로 FEC 에 의해 제공된 모든 데이타는 멀티플렉서(99)를 통해 메모리(18)로 전송될 것이다. 그러나 더 높은 데이타율의 HDTV 신호는 멀티플렉서(104)에 직접 전송될 것이다.
메모리 어드레스는 프로그램 어드레싱 회로(79~97), 마이크로 프로세서(19), 스마트 카드 장치 및 다른 보조 장치로부터 멀티플렉서(105)로 제공된다. 임의의 특정 시간 주기에서의 특정 어드레스에 대한 선택은 직접 메모리 액세스(DMA: direct memory access) 회로(98)에 의해 제어된다. 각각의 신호 프로세서로부터의 SCID 제어 신호 및 요구된 데이타 신호는 DMA(98)에 인가되며, 이것에 응답하여 메모리 액세스 경쟁(contention)이 중재된다. DMA(98)는 서비스 포인터 콘트롤러(93)와 협동하여 각각의 프로그램 신호 성분에 대한 적절한 판독 또는 기입 어드레스를 제공한다.
각종 신호 성분 메모리 블록에 대한 각각의 어드레스는 4 그룹의 프로그램 성분 또는 서비스 포인터 레지스터(83, 87, 88 및 92)에 의해 발생된다. 각 신호 성분이 기억되는 메모리의 각 블록에 대해 개시 포인터는 각 신호 성분용의 레지스터(87)에 포함된다. 개시 포인터는 고정된 값이 되거나 마이크로 프로세서(19)의 종래의 메모리 관리 방법에 의해 계산될 수 있다.
각 블록에 대한 최종 어드레스 포인터는 전위 프로그램 성분용의 서비스 레지스터(88)의 뱅크에 기억된다. 개시 어드레스와 마찬가지로 종료 어드레스도 고정된 값이 되거나 마이크로 프로세서(19)에 의해 제공된 계산값이 될 것이다. 개시 및 종료 포인터에 대해 계산된 값을 사용하는 것은 더 적은 메모리로 시스템을 더 유용하게 사용할 수 있으므로 바람직하다.
메모리 기입 포인터 또는 헤드 포인터는 가산기(80) 및 서비스 헤드 레지스터(83)에 의해 생성된다. 각각의 전위 프로그램 성분에 대한 서비스 헤드 레지스터가 존재한다. 기입 또는 헤드 포인터 값은 레지스터(83)에 기억되고 메모리 기입 사이클 동안 어드레스 멀티플렉서(105)에 제공된다. 헤드 포인터 또한 가산기(80)에 제공되어 여기서 한 유니트씩 증가되며, 증가된 포인터는 다음 기입 사이클을 위해 적절한 레지스터(83)에 기억된다. 레지스터(83)는 서비스 포인터 콘트롤러(93)에 의해 선택되어 적절한 프로그램 성분이 지속적으로 서비스된다.
본 예에서, 개시 및 종료 포인터는 16 비트 포인터가 될 것이다. 레지스터(83)는 16 비트 기입 또는 헤드 포인터를 제공한다. 한편, 메모리(18)는 18 비트 어드레스를 갖는다. 18 비트 기입 어드레스는 16 비트 헤드 포인터에 최상위 2 비트의개시 포인터를 연결시킴으로써 형성되며, 개시 포인터 비트가 합성된 18 비트 기입 어드레스의 최상위 비트 위치에 연결된다. 개시 포인터는 개개의 레지스터(87)에 의해 서비스 포인터 콘트롤러(93)에 제공된다. 서비스 포인터 콘트롤러는 레지스터(87)에 기억된 개시 포인터에서 상위 개시 포인터를 분석하여 이 비트를 16 비트 헤드 포인터 버스에 연계시킨다. 이것은 멀티플렉서(85)를 빠져나오는 헤드 포인터 버스와 함께 도시된 버스(96)에 의해 예시된다.
마찬가지로, 메모리 판독 포인터 즉 테일(tail) 포인터는 가산기(79) 서비스 테일 레지스터(92)에 의해 발생된다. 각 전위 프로그램 성분용의 서비스 테일 레지스터가 존재한다. 판독 즉 테일 포인터 값은 레지스터(92)에 기억되며 메모리 판독 사이클동안 어드레스 멀티플렉서(105)에 제공된다. 테일 포인터 또한 가산기(79)에 제공되어 여기서 한 유니트씩 증가되며, 증가된 포인터는 다음 판독 사이클을 위해 적절한 레지스터(92)에 기억된다. 레지스터(92)는 서비스 포인트 콘트롤러(93)에 의해 선택되어 적절한 프로그램 성분이 지속적으로 서비스된다.
레지스터(92)는 16 비트 테일 포인터를 제공한다. 18 비트 판독 어드레스는 16 비트 테일 포인터에 최상위 2 비트의 개시 포인터를 연결시킴으로써 형성되며 연결된 18 비트 기입 어드레스의 최상위 비트 위치에 개시 포인터 비트가 위치된다. 서비스 포인터 콘트롤러는 레지스터(87)에 기억된 개시 포인터로부터 최상위 개시 포인터 비트를 분석하여 이 비트를 16 비트 테일 포인터 버스와 연결시킨다. 이것은 멀티플렉서(90)를 빠져나오는 테일 포인터 버스와 함께 도시된 버스(94)에 의해 예시된다.
데이타는 계산된 어드레스로 메모리(18)에 기억된다. 데이타의 바이트를 기억한 후에 헤드 포인터는 1 씩 증가되고 이 프로그램 성분용 종료 포인터와 비교되며, 이들이 동일하다면 헤드 포인터의 더 상위의 비트는 개시 포인터중 하위 14 비트로 대체되고, 어드레스의 헤드 포인터부의 하위 2 비트 위치에 0이 배치된다. 이 동작은 서비스 포인터 콘트롤러(93)에서 멀티플렉서(82)로부터 헤드 포인터 버스까지를 나타내는 화살표(90)에 의해 예시되어 있다. 하위 14 개의 개시 포인터 비트를 이용함으로써 헤드 포인터 비트를 무시할 수 있을 것이다. 헤드 포인터 비트를 어드레스의 하위 개시 포인터 비트로 대체함으로써 메모리가 상위 2 개시 포인터 비트에 의해 지정된 메모리 블록을 통하여 스크롤되므로 블록내의 고유 메모리 위치에 대한 각 패킷의 개시점에 기입 어드레스를 재프로그래밍할 필요가 없다.
헤드 포인터가 테일 포인터(메모리(18)로부터의 데이타를 어디에서 판독해야 할 지를 나타내는데 사용됨)가 동일한 경우, 마이크로 프로세서의 인터럽트부에 신호가 전송되어 헤드 테일 폭주(crash)가 발생되었다는 것을 알려준다. 이 프로그램 채널로부터 메모리(18)에 대한 기입은 마이크로 프로세서가 채널을 다시 인에이블시킬 때까지 디스에이블된다. 이러한 경우는 매우 드물며 정상 동작시에 발생해서는 안된다.
데이타는 가산기(79) 및 레지스터(92)에 의해 계산된 어드레스에서 각 신호 프로세서의 요청에 따라 메모리(18)로부터 복구된다. 기억 데이타의 바이트를 판독한 후에, 테일 포인터의 데이타는 1 씩 증가되어 서비스 포인터 콘트롤러(93)에서 이 논리 채널에 대한 종료 포인터와 비교된다. 테일 및 종료 포인터가 동일한 경우, 테일 포인터는 개시 포인터의 하위 14 비트로 대체되며 하위 2 비트에 0 이 위치된다. 이것은 콘트롤러(93)로부터 출발하며 멀티플렉서(90)에서 테일 포인터 버스까지를 나타내는 화살표(95)에 의해 예시된다. 테일 포인터가 헤드 포인터와 동일하다면, 각 메모리 블록은 공백으로 한정되며 이 이상의 데이타가 이 프로그램 채널에 대한 FEC 로부터 수신될 때까지 관련 신호 프로세서에 전송되는 더 이상의 데이타는 없을 것이다.
메모리 판독/기입 제어는 서비스 포인터 콘트롤러(93) 및 직접 메모리 액세스 DMA(94)에 의해 실행된다. DMA는 판독 및 기입 사이클을 스케줄링(scheduling)하도록 프로그램된다. 스케줄링은 FEC(12)가 제공 데이타를 메모리에 기입하는 지의 여부에 좌우된다. 도 6에 도시된 바와 같이 메모리를 액세스할 수 있는 네가지 유형의 장치가 있다. 이들은 스마트 카드(도시되지 않음), FEC(12)(더 엄밀하게는 해독기(16)), 마이크로 프로세서(19), 및 오디오 프로세서와 비디오 프로세서 같은 응용 장치중 하나의 장치이다. 메모리 경쟁은 다음 방법으로 처리된다. DMA는 상기 나열된 각종 처리 장치로부터의 데이타 요청에 응답하여 메모리 액세스를 다음과 같이 할당한다. 메모리에 대한 액세스는 한 바이트의 데이타가 메모리(18)에서 판독되거나 기입되는 동안의 시간 슬롯인 95 nS 시간 슬롯으로 제공된다. 데이타를 제공하는 FEC(FEC Providing Data) 또는 데이타를 제공하지 않는 FEC(FEC Not Providing Data)로 정의된 두가지 주요 모드의 액세스 할당이 있다. 이러한 모드 각각의 경우에, 시간 슬롯은 다음과 같이 할당되며 5 Mbytes/second 즉, 한 바이트당 약 200 nS의 최대 FEC 데이타율로 가정한다.
데이타를 제공하는 FEC
1) FEC 데이타 기입 ;
2) 응용 장치 판독 / 마이크로 프로세서 판독/기입 ;
3) FEC 데이타 기입 ;
4) 마이크로 프로세서 판독/기입
데이타를 제공하지 않는 FEC
1) 스마트 카드 판독/기입 ;
2) 응용 장치 판독 / 마이크로 프로세서 판독/기입 ;
3) 스마트 카드 판독/기입 ;
4) 마이크로 프로세서 판독/기입 ;
FEC 데이타 기입은 연기될 수 없으므로, 데이타를 제공할 때의 FEC(즉, 더욱 정확하게는 해독기)는 각 200 nS 구간 동안의 메모리 액세스가 보장되어야만 한다. 다른 시간 슬롯은 응용 장치 및 마이크로 프로세서에 의해 공유된다. 요구 장치에 이용할 수 있는 데이타가 없는 경우, 마이크로 프로세서는 응용 시간 슬롯의 사용이 제공된다.
콘트롤러(93)는 SCID 검출기와 소통하여 각각의 새시, 헤드 및 종료 포인터 레지스터중 어느 것이 메모리 기입 동작을 액세스하는 지를 판별한다. 콘트롤러(93)는 DMA와 소통하여 개시, 종료 및 테일 레지스터중 어느 것이 메모리 판독 동작을 액세스하는 지를 판별한다. DMA(98)는 멀티플렉서(99, 104 및 105)에 의해 해당 어드레스 및 데이타의 선택을 제어한다.
나머지 SCID 레지스터를 변화시키지 않고 SCID 레지스터(13)중 하나를 재프로그래밍하는 것이 바람직할 것으로 생각된다. 이것은 예를 들어 다른 신호 성분의 처리에 대한 방해 없이 다중 오디오 성분중 상이한 한 성분을 변화시키는 것이 바람직한 경우에 발생할 것이다. 이것은 메모리 공간등을 할당하는 것 외에도 모두가 정해진 시간을 필요로 하는 레지스터(83, 87, 88, 89) 각각의 포인터를 변화시키는 것을 필요로 한다. 재프로그래밍은 동시에 실행될 수 없으므로, 재프로그래밍이 전술된 시퀀스로 실행되지 않는다면 FEC 에 의해 제공된 요구되지 않은 데이타가 한 신호 프로세서 침범하여 시스템의 '폭주'를 초래할 가능성이 매우 높다.
바람직한 재프로그래밍 시퀀스는 다/.음과 같이 실행된다. 한 레지스터(13)에서 그것의 SCID를 제거함으로써 프로그램 성분이 선택 해제(de-selected)되는 경우, 마이크로 프로세서는 그 채널이 현재 작동 상태인지 즉 그 프로그램 성분 패킷을 현재 처리하고 있는지를 판별하기 위해 SCID 검출기 출력 제어 버스를 테스트하도록 프로그램된다. 작동 상태인 경우, SCID 검출기 출력의 서비스가 부작동 상태로 변화할 때까지 시스템은 대기한다. 그 프로그램 성분이 부작동 상태로 변화한 후에, 신규 SCID의 4 개의 최상위 비트가 적합한 레지스터에 로딩된다. 또한 고논리 토글 비트는 도 4에 도시된 바와 같이 레지스터의 TB-비트 위치에 로딩된다. 토글 비트는 13 번째 XNOR 게이트에 인가되며 13번째 XNOR의 다른 입력단과는 다른 논리 레벨이다. 이것은 AND 게이트(42)가 디스에이블되게 하며, 따라서 특정 프로그램 서비스나 채널이 부작동 상태가 된다(본 예에서, 로드 데이타 버스를 8 비트 폭으로 고려하므로 12 비트 전부가 레지스터(37)에 동시에 로드되지 않는 점에 주의). 또한, 아직까지는 메모리 관리 회로가 SCID 변화를 수용하도록 구성되지 못하였다. 따라서, SCID의 LSB를 레지스터(37)에 로딩하기 전에, 메모리 관리 회로는 마이크로 프로세서(19)의 제어하에서 구성되며, 토글 비트가 그 프로그램 채널이나 서비스를 재동작 상태로 하기 위해 저논리로 세트된 후에 SCID의 8 개의 LSB가 레지스터(37)에 로딩된다.
특히, 본 발명은 SCID 제어 신호에 우선순위를 매기는데 정확한 것으로 판명되었다. 동일한 SCID가 하나 이상의 SCID 레지스터에 로딩되는 것이 가능하다. 따라서, 둘 이상의 검출기에 의한 SCID의 동시 검출을 시스템이 수용할 수 있도록 하는 것이 필요하게 되었다. 각각의 SCID는 시스템 설계자에 의해 확립된 계층에 따라 우선순위 매김된다. 본 예에서, 개개의 검출기(36A~36E)는 이러한 순서로 우선순위 매김된다. 따라서, SICD가 검출기(36A) 및 나머지 검출기(36B 36E)에 의해 검출되는 경우, 출력 제어 신호는 검출기(36A)에 의해 제공될 것이지만 다른 나머지 검출기(36B~36E)에 대한 출력 제어 신호는 저지될 것이다. 이와 달리, 검출기(36A)가 현재 SCID를 검출하지 못하고 검출기(36B) 및 나머지 검출기(36C~36E)가 현재 SCID를 검출하는 경우, 제어 신호가 검출기(36B)에 제공되는 반면 검출기(36C~36E)의 출력은 저지된다. 마찬가지로 검출기(36C)가 현재 SCID를 검출하도록 가장 높은 순서 매김된 검출기라면, 검출기(36D~36E)의 출력 신호는 저지될 것이다.
출력 제어 신호 우선순위 매김은 도 4의 회로 요소(51)에 의해 수행된다. 이 기능을 수행하는 회로는 도 7에 도시되어 있다. 이것은 더모미터(thermometer)디코더와 유사하므로 상세히 설명할 필요가 없을 것이다.
상기 설명된 바와 같이, 본 발명은 SCID 제어 신호에 우선순위를 매기는 데에 있어서 정확하다. 그러므로 동일한 SCID가 하나 이상의 SCID 레지스터에 로딩되는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. 기록되거나 전송된 오디오, 비디오 또는 데이터 프로그램 신호 성분을 프로세싱하는 수신 장치로서, 각각의 프로그램 신호 성분은 각각의 서비스 채널 식별자인 SCID를 갖는 신호 패킷에서 발생하는 것인 수신 장치에 있어서,
    a) 상기 프로그램 신호 성분을 포함하는 신호 소스와;
    b) 상기 신호 소스에 접속되며, 신호 성분 SCID를 사용하여 선택적으로 프로그래밍되는 복수개의 프로그래밍가능 SCID 검출 회로－각각의 SCID 검출 회로는 상기 신호에서 발생하며, 소망 프로그램과 관련된 SCID를 포함하는 신호 패킷을 검출한다－와;
    c) 상기 신호 소스에 접속된 입력 포트와 해독된 신호가 사용가능한 출력 포트를 가지며, 해독 키 입력 포트를 가지고, 검출된 상기 소망 프로그램을 해독하는 해독기와;
    d) 각각의 신호 성분과 관련된 각각의 해독 키를 저장하며, 상기 해독 키 입력 포트에 접속된 출력 포트를 가지고, 해독 키 중 하나를 상기 해독기에 선택적으로 공급하는 메모리
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 해독 키는 각각의 신호 성분과 관련되며, 각각의 신호 패킷은 상기 복수의 해독 키 중 어느 키가 주어진 패킷을 해독하는 데에 사용되어야 한다는 것을 나타내는 플래그를 포함하며, 상기 해독 장치는 사용되는 상기 복수의 해독 키 중 하나를 선택하기 위해 각각의 신호 패킷의 상기 플래그에 응답하는 검출기를 추가로 포함하는 것인 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검출기는
    각 세트가 각각의 신호 성분과 관련된 해독 키 세트의 뱅크와;
    검출된 SCID에 응답하여 현재 검출된 신호 성분에 대응하는 해독 키의 세트를 상기 뱅크로부터 선택하는 선택 장치와;
    검출된 상기 플래그에 응답하여 선택된 세트로부터 상기 해독 키 중 하나를 선택하는 선택 장치를 포함하는 것인 수신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    해독 키를 제공하는 스마트 카드와;
    해독 키를 상기 스마트 카드로부터 상기 해독 키 세트의 뱅크에 접속하여, 해독 키를 상기 스마트 카드로부터 상기 뱅크에 적재하는 수단을 포함하는 것인 수신 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 신호 패킷은 각각의 신호 패킷이 암호화되었는지/암호화되지 않았는 지를 나타내는 추가적인 플래그를 포함하며,
    추가적인 플래그 검출기와;
    상기 추가적인 플래그 검출기에 접속되어 신호 패킷이 암호화되었는지/암호화되지 않았는 지를 나타내는 추가적인 플래그를 검출할 때 상기 해독기의 해독 프로세싱을 인에이블/디스에이블하는 수단을 더 포함하는 수신 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 신호 패킷은 각각의 신호 패킷이 암호화되었는지/암호화되지 않았는 지를 나타내는 추가적인 플래그를 포함하며,
    상기 소스에 접속되어 상기 추가적인 플래그를 추출하도록 조정되는 레지스터와;
    추출된 상기 추가적인 플래그를 상기 해독기의 인에이블 입력 커넥터에 접속하는 수단을 더 포함하는 수신 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 프로그래밍가능 SCID 검출 회로에 접속되어 상기 해독기 회로에 상기 소스를 접속하는 게이트 회로로서, 소망 SCID가 검출되었을 때에만 상기 게이트 회로를 조정하여 상기 프로그램 신호 성분을 상기 해독기에 제공하는 게이트 회로를 더 포함하는 것인 수신 장치.
  8. 각각의 서비스 채널 식별자인 SCID를 갖는 신호 패킷에서 각각 발생하는 오디오, 비디오 또는 데이터 프로그램 신호 성분을 포함하는 전송되거나 기록된 신호를 프로세싱하는 수신 장치에서, 상기 프로그램 신호 성분을 프로세싱하는 방법에 있어서,
    a) 상기 전송되거나 기록되는 신호를 제공하는 단계와;
    b) 프로그래밍가능 SCID 검출 회로를 제공하고, 상기 검출 회로를 프로그래밍하여 선택된 SCID와 관련된 프로그램 성분을 포함하는 상기 전송되거나 기록된 신호의 패킷을 검출하는 프로그래밍 가능 SCID 검출 회로 제공 단계와;
    c) 해독 회로를 제공하는 단계와;
    d) 각각의 해독 키가 특정 프로그램 신호 성분과 관련된 복수의 해독 키를 제공하는 단계와;
    e) 상기 해독 회로를 조정하여, 상기 프로그래밍가능 SCID 검출기에 의해 검출된 패킷내에 포함된 상기 프로그램 성분과 관련된 해독 키를 사용하여 검출된 프로그램 성분을 해독하는 해독 회로 조정 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로그램 신호 성분 프로세싱 방법.
  9. 제8항에 있어서, 2 이상의 복수의 해독 키는 각각의 프로그램 성분과 관련되며, 상기 전송되거나 기록된 신호의 각각의 패킷은 상기 검출된 패킷의 페이로드에 포함된 상기 프로그램 성분과 관련된 복수의 해독 키 중 어느 키가 해독을 위해 사용되어야 하는 지를 나타내는 플래그를 포함하는 것이며,
    각각의 검출된 패킷에서 상기 플래그를 검출하는 단계와;
    상기 해독 회로를 조정하여, 상기 페이로드내에 포함된 프로그램 성분과 상기 패킷내에 포함된 플래그에 의해 판별되는 해독 키를 사용하여 각각의 검출된 패킷 페이로드를 해독하는 더 단계를 포함하는 프로그램 신호 성분 프로세싱 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전송되거나 기록된 신호의 각각의 패킷은 상기 검출된 패킷의 페이로드 내에 포함된 프로그램 성분과 관련된 복수의 해독 키 중 어느 키가 사용되어야 하는 지를 나타내는 플래그를 포함하는 것이며,
    각각의 검출된 패킷에서 상기 플래그를 검출하는 단계와;
    소정의 검출된 상기 플래그에 응답하여 상기 해독 프로세스를 디스에이블하는 단계를 더 포함하는 프로그램 신호 성분 프로세싱 방법.
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